JP3833609B2

JP3833609B2 - 車載アンテナ

Info

Publication number: JP3833609B2
Application number: JP2002379996A
Authority: JP
Inventors: 覚小松; 裕栗林; 智之福丸; 浩飯島; 英明大島; 竜夫松下
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: EP1434303A2; JP2004214822A; US20040150564A1; US6995722B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両用窓ガラスの車室内側の同一の表面上に設けられた放射導体および放射導体の外縁部から外側に向かい離間した位置で放射導体の縁部の周囲を囲む略環状の接地導体を備える平面アンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、例えば相対的に高仰角の人工衛星から発信される信号に対する受信感度を向上させるために、平面アンテナの法線方向が、平面アンテナの実装位置（例えば、車両用窓ガラス等）の法線方向よりも鉛直に近くなるように傾斜させるスペーサーを備える平面アンテナが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２５２５２０号公報
【特許文献２】
特開平５−６３４２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術に係る平面アンテナを車両に搭載する際に、例えばフロントガラスやリアガラス等の車両用窓ガラスに配置する場合には、車両の乗員の視野が妨げられてしまうことを防止すると共に、車両の外観性が損なわれてしまうことを防止することが望まれている。
しかしながら、車両の外観性等に基づいて平面アンテナの寸法や配置等を規制すると、所望の送受信特性を得ることが困難になる虞がある。特に、鉛直方向に交差するように配置された車両用窓ガラスの表面に平面アンテナが設けられた場合には、垂直偏波に対する所望の送受信特性を確保することが困難になるという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両への搭載性が損なわれることを抑制しつつ、垂直偏波に対する送受信特性を向上させることが可能な車載アンテナを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の車載アンテナは、車両の窓ガラスを誘電体基板とし、該誘電体基板（例えば、実施の形態でのリアガラス２）の同一の表面（例えば、実施の形態での車室内側表面２Ａ）上に設けられた接地導体および第１放射素子部（例えば、実施の形態での第１放射導体２２）と、前記第１放射素子部に延設されて前記誘電体基板の前記表面上から突出し、略鉛直方向に伸びる第２放射素子部（例えば、実施の形態での鉛直放射導体２３または第２放射導体２３ａ）とを備え、前記第１放射素子部と第２放射素子部とのなす角が前記窓ガラス表面に沿う方向と鉛直方向とのなす角に略等しいことを特徴としている。
【０００６】
上記構成の車載アンテナによれば、例えば誘電体基板が車両の窓ガラス等とされ、鉛直方向に対して交差する表面を有する場合であっても、略鉛直方向に伸びる第２放射素子部を備えることによって、垂直偏波に対する感度を向上させることができる。
【０００７】
さらに、請求項２に記載の発明の車載アンテナは、前記第２放射素子部が伸びる方向における前記第２放射素子部の端部に略水平方向で互いに異なる方向に分岐する１対の第３放射素子部（例えば、実施の形態での第３放射導体２３ｂ，２３ｂ）が延設され、前記アンテナ素子は略Ｔ字型に形成されてなることを特徴としている。
【０００８】
上記構成の車載アンテナによれば、２放射素子部の端部に略水平方向で互いに異なる方向に分岐する１対の第３放射素子部を延設することによって、所望の周波数帯域の電波を対象とするアンテナ素子の鉛直方向の寸法を低減することができる。
これにより、例えば誘電体基板が車両の窓ガラス等とされ、車室内側にアンテナ素子が配置される場合であっても、車両搭載性が劣化してしまうことを抑制することができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明の車載アンテナでは、前記接地導体は外縁部に切欠部（例えば、実施の形態での第２切欠部２１ｂ）を有することを特徴としている。
上記構成の車載アンテナによれば、垂直偏波に対する反射および導波特性を向上させることができる。
また、請求項４に記載の発明の車載アンテナでは、前記接地導体の鉛直方向での上部における表面上に増幅回路が配置されていることを特徴としている。
そして、請求項５に記載の発明の車載アンテナでは、前記接地導体の鉛直方向での下部における外縁部から適宜の距離だけ離間した位置に突出誘電体基板が突出して設けられていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車載アンテナの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車載アンテナ１０は、例えば図１から図４に示すように、車両１の窓ガラスのうち、例えばリアガラス２の周縁部２ａの車室内側表面２Ａ上および車室内側表面２Ａ上から車室内側の略鉛直方向下方に向かい突出する突出誘電体基板１１の表面１１Ａ上に配置されている。
そして、この車載アンテナ１０は、例えば適宜の基地局等から送信される電波、特に垂直偏波を受信するアンテナとされている。
【００１１】
車載アンテナ１０は、誘電体基板とされるリアガラス２の車室内側表面２Ａ上に配置された導電性薄膜等からなる接地導体２１および第１放射導体２２と、第１放射導体２２から延設されるようにして突出誘電体基板１１の表面１１Ａ上に配置された鉛直放射導体２３とを備えて構成されている。
【００１２】
接地導体２１は、例えば略矩形の導電性薄膜とされ、適宜のアース線（図示略）に接続されて常時接地されており、車両の後方に向かい下り勾配となるように傾斜した車室内側表面２Ａ上に配置された接地導体２１の鉛直方向での上部における表面上に増幅回路３１が配置され、この増幅回路３１は接地導体２１の適宜の位置に接続されている。
そして、接地導体２１の鉛直方向での下部における外縁部２１Ａには、接地導体２１の内部に向かい伸びる第１切欠部２１ａが設けられ、この第１切欠部２１ａ内に、例えば略矩形の導電性薄膜等からなる第１放射導体２２が配置されている。
また、接地導体２１の鉛直方向での下部における外縁部２１Ａには、接地導体２１の内部に向かい伸びる２つの第２切欠部２１ｂ，２１ｂが、第１切欠部２１ａから離間した位置で第１切欠部２１ａを両側から挟み込むようにして配置され、垂直偏波に対する反射および導波特性が向上させられている。
そして、第１放射導体２２は、給電点２２ａにおいて適宜の給電線（図示略）に接続され、適宜の高周波電流が給電されると共に、給電点２２ａにおいて増幅回路３１に接続されている。
なお、増幅回路３１は、例えば受信電波を増幅し、受信機（図示略）へ信号を送信する。
【００１３】
突出誘電体基板１１は、接地導体２１の鉛直方向での下部における外縁部２１Ａから適宜の距離だけ離間した位置において、車室内側表面２Ａ上から車室内側の略鉛直方向下方に向かい突出するように配置されている。
第１放射導体２２に接続され、突出誘電体基板１１の表面１１Ａ上に配置された導電性薄膜等からなる鉛直放射導体２３は、例えば、略鉛直方向下方に伸びる第２放射導体２３ａと、この第２放射導体２３ａの鉛直方向下方の端部において略水平方向で互いに異なる方向に分岐する１対の第３放射導体２３ｂ，２３ｂとを備え、略Ｔ字型に形成されている。
【００１４】
ここで、鉛直方向下方に伸びる第２放射導体２３ａの長さＬａと、１対の第３放射導体２３ｂ，２３ｂの略水平方向における各長さＬｂ，Ｌｂは、例えば送受信対象となる電波の共振周波数に応じた波長λに基づき、適宜の値に設定されている。
例えば図３に示す第２放射導体２３ａの長さＬａと第３放射導体２３ｂ，２３ｂの各長さＬｂの和が、約λ／４となるように設定され、略Ｔ字型に形成された第２放射導体２３ａと１対の第３放射導体２３ｂ，２３ｂが所望の送受信電波で共振状態になることで最大電力の放射および受信ができるように設定されている。
【００１５】
この車載アンテナ１０の垂直偏波に対する感度つまり利得の鉛直軸（図１に示すＺ軸）周りの平均値（平均利得）ｄＢａの周波数に応じた変化は、例えば図５に示すように、所定の下限平均利得ｄＢよりも大きな値となり、垂直偏波に対する所望の送受信感度を確保することができることがわかる。
【００１６】
上述したように、本実施の形態による車載アンテナ１０によれば、略鉛直方向に伸びる鉛直放射導体２３を備えることによって、垂直偏波に対する感度を向上させることができる。
しかも、鉛直放射導体２３を略Ｔ字型に形成することで、所望の周波数帯域の電波を送受信対象とする鉛直放射導体２３の略鉛直方向の長さを短くすることができ、鉛直放射導体２３が車室内側に突出する場合であっても、車両搭載性が劣化してしまうことを抑制することができる。
さらに、接地導体２１の外縁部２１Ａに第２切欠部２１ｂ，２１ｂを備えたことにより、垂直偏波に対する反射および導波特性を向上させることができる。
また、突出誘電体基板１１によって、鉛直放射導体２３を車室内側表面２Ａ上から突出させることによって、例えば鉛直放射導体２３のみをリアガラス２の車室内側表面２Ａ上から突出させる場合に比べて、鉛直放射導体２３の設置強度を向上させることができる。
【００１７】
なお、上述した本実施の形態においては、鉛直放射導体２３を略Ｔ字型に形成するとしたが、これに限定されず、例えば送受信対象となる電波の共振周波数等に応じて、１対の第３放射導体２３ｂ，２３ｂを省略し、略Ｉ字型に形成してもよい。
この場合、例えば第２放射導体２３ａの長さＬａが約λ／４となるような波長λの電波に対して第２放射導体２３ａが共振状態になることで最大電力の放射および受信ができるようになる。
【００１８】
なお、上述した本実施の形態においては、接地導体２１に２つの第２切欠部２１ｂ，２１ｂを設けるとしたが、これに限定されず、第２切欠部２１ｂ，２１ｂを省略してもよい。
【００１９】
なお、上述した本実施の形態においては、車載アンテナ１０を導電性薄膜からなる各放射導体２２，２３によって構成したが、これに限定されず、例えば各放射導体２２，２３の代わりに、半導体等からなる放射素子を備えてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明の車載アンテナによれば、例えば誘電体基板が車両の窓ガラス等とされ、鉛直方向に対して交差する表面を有する場合であっても、略鉛直方向に伸びる第２放射素子部を備えることによって、垂直偏波に対する感度を向上させることができる。
【００２１】
さらに、請求項２に記載の発明の車載アンテナによれば、１対の第３放射素子部を延設することによって、所望の周波数帯域の電波を対象とするアンテナ素子の鉛直方向の寸法を低減することができ、例えば誘電体基板が車両の窓ガラス等とされ、車室内側にアンテナ素子が配置される場合であっても、車両搭載性が劣化してしまうことを抑制することができる。
さらに、請求項３に記載の発明の車載アンテナによれば、垂直偏波に対する反射および導波特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載アンテナを搭載した車両の斜視図である。
【図２】図１に示す車載アンテナの斜視図である。
【図３】図１に示す車載アンテナの斜視図である。
【図４】図１に示す車載アンテナの断面図である。
【図５】図１に示す車載アンテナの平均利得の周波数に応じた変化の一例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
２リアガラス（誘電体基板）
１０車載アンテナ
１１平面アンテナ
２１接地導体
２１ｂ第２切欠部（切欠部）
２２第１放射導体（放射素子）
２３鉛直放射導体（第２放射素子部）
２３ａ第２放射導体（第２放射素子部）
２３ｂ第３放射導体（第３放射素子部）

Claims

車両の窓ガラスを誘電体基板とし、該誘電体基板の同一の表面上に設けられた接地導体および第１放射素子部と、前記第１放射素子部に延設されて前記誘電体基板の前記表面上から突出し、略鉛直方向に伸びる第２放射素子部とを備え、前記第１放射素子部と第２放射素子部とのなす角が前記窓ガラス表面に沿う方向と鉛直方向とのなす角に略等しいことを特徴とする車載アンテナ。
前記第２放射素子部が伸びる方向における前記第２放射素子部の端部に略水平方向で互いに異なる方向に分岐する１対の第３放射素子部が延設され、前記アンテナ素子は略Ｔ字型に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の車載アンテナ。
前記接地導体は外縁部に切欠部を有することを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の車載アンテナ。
前記接地導体の鉛直方向での上部における表面上に増幅回路が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の車載アンテナ。
前記接地導体の鉛直方向での下部における外縁部から適宜の距離だけ離間した位置に突出誘電体基板が突出して設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の車載アンテナ。